[发明专利]一种CO2

说明书

本发明提供一种COsubgt;2/subgt;压裂过程的应力场变化测量方法，区别于现有利用数值模拟显示压裂应力场变化的方法，它综合采用CT扫描、数字重构、3D打印、COsubgt;2/subgt;压裂实验、应力冻结及光弹性量测技术，不仅可以透明显示三维物理模型压裂时内部裂缝的空间分布与扩展形态，而且可以获得压裂裂缝扩展过程中内部三维应力相位图，实现固体COsubgt;2/subgt;压裂过程中三维应力场及其演化规律的透明显示与定量表征；同时利用多个相同透明的三维物理模型实现上述显示与表征，确保了测量结果的准确性和可靠性，解决了现有数值模拟方法中存在的计算精度低及准确性和可靠性难以保证的问题。

技术领域

本发明涉及内部应力场测量技术领域，特别涉及一种CO₂压裂过程的应力场变化测量方法。

背景技术

由于非常规油气水力压裂过程中不仅对水资源的消耗量巨大，而且压裂液中存在的大量有害添加剂容易造成生态环境的污染，因此，采用超临界CO₂压裂便是当前重点发展的一种无水压裂技术。

由于CO₂压裂过程的复杂性，水力压裂中的一些基础理论和方法并不完全适用于超临界CO₂的压裂研究，而对于超临界CO₂的现有研究大都处于对于CO₂压裂后形成缝网结构的定性分析上，无法实现其压裂过程的观测和表征。

现有技术中也存在采用数值模拟的方法，来定量分析裂缝扩展过程中应力场的分布演化规律的方案，但是数值模拟的方法计算精度容易受外界条件影响，使得数值模拟结果的准确性和可靠性无法保证。

发明内容

本发明提供一种CO₂压裂过程的应力场变化测量方法，以解决现有技术中由于计算精度易受外界影响而导致的数值模拟结果的准确性和可靠性无法保证的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种CO₂压裂过程的应力场变化测量方法，包括：

CO₂泵送系统对真实储层岩心的多个相同且透明的三维物理模型进行CO₂压裂实验；

计算机根据CO₂压裂实验后的三维物理模型的CT扫描结果，进行数字重构，获得完整缝网的三维数字模型，并在所述完整缝网的三维数字模型中截取不同的裂缝状态，生成不同裂缝状态下的三维数字模型；

3D打印机根据所述不同裂缝状态下的三维数字模型进行打印，得到多个不同裂缝状态下的三维物理模型；

CO₂泵送系统对所述不同裂缝状态下的三维物理模型进行相应目标压力下的CO₂压裂实验；

温箱对进行相应目标压力下的CO₂压裂实验后的各个三维物理模型进行降温处理；

切片机对进行降温处理之后的各个三维物理模型进行切片，得到各个三维物理模型的三个正交平面二维切片；

计算机对应力条纹分布进行处理，得到各个三维物理模型内各个点的三维最大剪应力；所述应力条纹分布为三个满足实验要求的正交平面二维切片进行二维光弹实验后得到的。

优选的，所述不同的裂缝状态包括：裂缝起裂前、裂缝扩展到预设长度及裂缝停止扩展。

优选的，所述CO₂泵送系统对所述不同裂缝状态下的三维物理模型进行相应目标压力下的CO₂压裂实验，包括：

CO₂泵送系统向裂缝起裂前的三维物理模型中注入超临界CO₂，直至注入压力较破裂压力低预设压差时，停止注入超临界CO₂并维持当前注入压力；